现代建筑结构抗震设计的相关方法研究

文/张洋,河北省廊坊市

现代建筑结构抗震设计的相关方法研究

文/张洋,河北省廊坊市

我国是一个地震灾害频发的国家，人们安全意识的提高，让建筑工程行业不得不优化建筑结构的抗震设计工作。 科学技术的快速发展，让建筑结构抗震设计的方法越来越多，结构试验与结构分析活动的开展，积累了大量优化建筑结构抗震设计的方法。 如何从真实的社会发展情况与地震环境出发去提高建筑结构的抗震设计水平，仍然是建筑工程行业发展过程中的难题。

建筑结构；抗震设计；设计方法

1 建筑结构抗震设计工作中应当注意的问题

1.1 关注建筑抗震场地的选择

不考虑施工条件问题，在不同的地质条件下，建筑结构在同样等级的地震中会受到不同程度的破坏。要优化建筑结构抗震设计工作，选择一个好的建设场地是最为基础，也是最为重要的。在选择建筑抗震场地时，考虑到降低地震灾害影响的目标，应当尽力避开那些地质条件不稳定的场地。像河岸、非岩质的陡坡、液化土区域以及边坡边缘等。与这些地方相比，中等风化基岩或者微风化的基岩、较为密实的砂土层，都是有利的建筑场所。在建筑建设场地选择上考虑建筑结构的抗震性，能够减少地震安全隐患。在多种因素的影响下，建筑工程项目很有可能无法避开不利的建设区域。面对这种情况，建筑结构的设计者应当对建筑物施工场地采取加强性措施，结合抗震类型、施工地的地基液化程度等采取提高地基刚度的策略，以此来提高建筑物施工场地的稳定性。举例来讲，如果建筑地基的受力层恰好处于分布不均匀的土层或者新近填土层时，设计者需要对地震发生时地基的不均匀沉降数据进行估算，通过上层结构的加固以及地基、桩基的加固去处理棘手问题，保障建筑抗震性能。

1.2 关注建筑架构平面设置的对称性与规则性

在设计房屋的平面与立体时，应当结合建筑工程行业的抗震理论进行设计，打造规则的建筑架构。根据建筑结构抗震设置的规则去制定设计标准，针对平面、竖向不规则或者二者都不规则的建筑结构，设计人员应当利用空间架构对其进行核算。在建筑结构抗震设计工作中，楼板有些地方连接不太顺畅的现象经常存在，还有一些建筑的楼板的表面不尽平整，这时，建筑结构抗震设计人员应当设计一个与实际情况相对应的楼层强度刚度的变动模型，以此来支持抗震设计工作。在对建筑结构脆弱位置进行抗震设计时，要有意识地加大其内力系数利用弹塑性形状改变情况的分析来确定建筑结构的抗震性能是否达标。除了规则性，对称性也是建筑结构抗震设计中不可忽视的一点。建筑结构的对称性主要体现在房屋平面的对称、建筑分布的对称以及建筑架构抗侧刚度的对称等。如果这些对称中心的位置是相同的，那这个建筑结构的抗震性能已达到最优。

1.3 关注建筑结构抗震机制的选取

第一，一个科学合理的建筑结构抗震机制应当有明确的强度、刚度要求。在突然变化中，建筑结构自身的抗震机制能够抵制某一个部位突然变成薄弱部位。如果某一部位的性能突然减弱，会引起很大的应力，这股应力聚集起来会影响建筑结构的稳定性。提高建筑结构的抗震水平，就要对这些潜在的薄弱位置进行针对性处理。第二，在建筑结构机制中设计地震功能传送通道以及明晰准确的核算图。设计者在对房屋进行设计时，在垂直重力负荷的作用之下，应当保证竖向结构中建筑物各个构件的受力接近平均。在设计楼层的盖梁机制时，应当保证竖直方向的重力负荷以最小的距离传递到纵向柱子与墙体上。第三，在建筑结构机制中设计防止建筑架构整体承受力下降的机制。建筑结构的设计者应当重视建筑结构中部分影响整体的问题，杜绝因一个部件或者一个架构重力负载的失去而导致建筑结构整体抗震性能丧失问题的产生。一个合理的建筑结构抗震性能应当具有内力再分摊作用，在地震灾害发生时，即使建筑结构中的部分部件与架构发生问题，无法承受负载，建筑结构整体的抗震性能不会下降。

2 建筑结构抗震设计方法

为了确保建筑结构的抗震能力最佳，所设计的结构在强度、刚度、延性及耗能能力等方面都达到最佳，质量分布均匀，平面对称、规则抗侧向力较好的体系及刚度与承载能力变化连续的结构体系是优先考虑的设计方案，从而经济地实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的目的。

2.1 建筑持力层的选择

根据我国的抗震设计规范，建筑持力层的选择非常重要，它关系着整个建筑物的安全性能，同时规范还指出，建筑的形体要适当，要求建筑的形状及抗侧力构件的平面布置宜规则，并有整体性，不宜用轴压比很大的钢筋混凝土框架柱作为第一道防线。

2.2 抗震结构体系布置

抗震结构体系布置是建筑结构伉震设计的关键问题，如房屋建造中框架结构体系和砌体结构的选择问题，地震后会有余震，抗震结构体系应具有多道抗震防线，如框架结构设计中为了避兔部分构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力，将不承受重力荷载的构件用作传递途径。

2.3 尽可能多设置几道抗震防线

一个较好的抗震建筑结构由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构沟件连接协同工作刁强烈地震之后往往伴随多次余震，如果只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌、如像教学楼这种相对大开间、单跨、大窗口、悬臂走廊的纯框架结构，其纵、横方向的刚度不均匀，很容易发生扭转破坏，而整个结构只有框架一道防线，一旦柱子发生破坏，没有其他约束措施，整个框架因丧失全部承载能力而倒塌防止脆性和失稳破坏，增加延展性设计不良的细部结构常常发生脆性和失稳破坏，应该防止刚度的选择有助于控制变形，在不增加结构的重量的基础上，改变结构刚度，提高结构的整体刚度和延展性是有效的抗震途径。

3 结束语

科学技术的进步带动建筑行业发展，建筑结构抗震能力也随着经验教训，科学发展，技术进步而日新月异地震是自然灾害，很难避兔，但是只要我们恰当、灵活的采用各项建筑抗震原则，就能使建筑结构更为合理，抗震能力大大提高，从而减少人民群众的生命财产损失确保他们可以安居乐业。

[1]朱振宇.大跨空间结构地震整体损伤与倒塌安全储备[D].大连理工大学,2015.

[2]李佳杰.某高层框—剪结构的抗震鉴定、改造加固及抗震性能分析研究[D].重庆大学,2015.

[3]胡凤涛.某超限复杂结构基于性能的抗震设计分析[D].辽宁工程技术大学,2015.